ANALISIS KESEIMBANGAN AIR PADA EMBUNG UNIVERSITAS SRIWIJAYA

(1)

ANALISIS KESEIMBANGAN AIR PADA EMBUNG UNIVERSITAS SRIWIJAYA

Helmi Haki¹, Sarino²dan M. Anindya Ramadhan³

1,2,3)Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya (Jl. Raya Prabumulih - Km 32 Indralaya, Ogan Ilir, Sumatera Selatan)

Abstract

Analisis keseimbangan air dilakukan pada embung Universitas Sriwijaya untuk mengetahui keseimbangan air ketika dilengkapi dengan spillway pada saluran outflow. Analisis yang dilakukan meliputi analisis debit air yang masuk ke dalam embung, analisis pengisian embung, analisis debit banjir rencana, dan analisis tinggi muka air di atas spillway. untuk debit air yang keluar dari saluran outflow, jika elevasi tinggi muka air melebihi spillway maka terjadi debit outflow. Debit air yang masuk ke dalam embung hanya bersumber dari saluran inflow yang terdapat pada embung, sedangkan debit air masuk dari Sungai Kelekar tidak diperhitungkan. Perhitungan volume untuk kebutuhan air tidak termasuk dalam variabel yang mempengaruhi keseimbangan air pada embung. Sedangkan debit banjir rencana yang digunakan adalah periode ulang 50 tahun. Data yang digunakan meliputi data profil embung, catchment area embung, data curah hujan, data klimatologi, dan data infiltrasi. Berdasarkan hasil analisis pengisian embung didapatkan nilai debit air rata-rata yang mengisi embung yaitu 343.859,14 m³/bulan. Nilai _οܵterbesar terjadi pada Bulan Desember dengan nilai 686.610 m³/bulan, sedangkan Nilai_οܵterendah terjadi pada Bulan Juli dengan nilai 2.829,6 m³/bulan. Berdasarkan analisis Debit banjir dengan periode ulang 50 tahun, didapatkan total debit banjir periode ulang 50 tahun dari saluran inflow yang maasuk ke dalam embung Universitas Sriwijaya adalah sebesar 44,11 m³/det. Berdasarkan hasil analisis ketinggian muka air di atas spillway saat terjadi banjir periode ulang 50 tahun didapatkan ketinggian muka air di atas spillway sebesar 1,71 meter, Sehingga ketinggian dari dasar spillway hingga muka air adalah sebesar 3,71 meter < 5,5 meter. Maka tidak terjadi luapan atau banjir dari dalam embung Universitas Sriwijaya. Berdasarkan hasil analisis keseimbangan air pada embung Universitas Sriwijaya didapatkan kesimpulan bahwa jika embung tersebut dilengkapi dengan bangunan pelimpah (spillway) maka tidak akan terjadi kekeringan pada embung, hal ini dapat diketahui dari hasil analisis pengisian embung yang menunjukan bahwa tidak terjadi nilai 0 atau minus pada nilai debit air yang tersedia pada embung (_∆ܵ) seperti yang dijelaskan pada Tabel 4.28.

Key Words: analisis keseimbangan air, debit banjir rencana, tinggi muka air di atas spillway

Paper 1

1. PENDAHULUAN

Analisis keseimbangan air merupakan analisis yang wajib dilakukan dalam perencanaan suatu bangunan air, dengan analisis keseimbangan air dapat dilakukan prediksi terhadap data hidrologi suatu daerah pada tahun yang akan datang maupun pada tahun sebelumnya. Analisis dilakukan dengan melihat selisih jumlah debit air yang masuk dan debit air yang keluar pada waktu tertentu pada daerah tinjauan. Banyak variabel yang dapat mempengaruhi analisis tersebut, sehingga perlu diperhatikan dalam pemilihan variabel yang digunakan dalam melakukan analisis keseimbangan air.

Analisis dilakukan pada embung Universitas Sriwijaya yang terletak di belakang Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sriwijaya kampus Indralaya. Analisis keseimbangan air dilakukan untuk mengetahui jumlah debit air yang masuk pada embung Universitas Sriwijaya, selain itu

dilakukan juga analisis banjir rencana untuk mengetahui tinggi muka air melalui saluran pelimpah ketika terjadi banjir. Secara garis besar variabel utama yang mempengaruhi besarnya debit air yang masuk pada embung Universitas Sriwijaya adalah debit air yang masuk melalui saluran inflow dari kawasan Universitas Sriwijaya, hujan yang jatuh langsung di atas embung, evapotranspirasi, dan infiltrasi pada embung.

Permasalahan yang terjadi pada embung Universitas Sriwijaya adalah pada musim kemarau terjadi defisit air yang besar, sehingga menyebabkan hilangnya air pada embung. Untuk menanggulangi permasalahan tersebut maka pada saluran outflow embung Universitas Sriwijaya dilengkapi dengan bangunan pelimpah (spillway), namun permasalahan baru muncul yaitu apakah dengan adanya bangunan pelimpah akan menyebabkan air meluap sehingga dapat mengakibatkan banjir pada kawasan

(2)

pemukiman sekitar embung. Melihat pertimbangan terhadap permasalahan tersebut, maka perlunya dilakukan analisis keseimbangan air dan analisis debit banjir rencana pada embung Universitas Sriwijaya agar dapat diketahui besarnya jumlah debit air yang masuk pada embung, tinggi muka air ketika terjadi limpahan, dan tinggi muka air di atas bangunan pelimpah (spillway) ketika terjadi banjir, serta data analisis tersebut dapat dijadikan sebagai referensi dalam perencanaan dan pembangunan pada kawasan embung tersebut.

2. TINJAUAN PUSTAKA Debit Air Melalui Saluran Inflow

Berdasarkan Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia perhitungan debit debit air melalui saluran inflow yang masuk ke dalam embung dihitungan menggunakan cara Rasional sebagai berikut:

ܸ௝ൌ ͳͲܥ௝Ǥܴ௝Ǥܣ (1)

dimana:

ܸ௝= aliran bulanan (m³/bulan)

ܴ௝= curah hujan bulanan (mm/bulan) ܥ_௝= koefisien pengaliran

ܣ = luas daerah tadah efektif (݄ܽ)

Hujan Di Atas Embung

Hujan di atas embung adalah hujan yang jatuh langsung di atas permukaan embung. Debit air dari hujan tersebut dapat dihitung dengan mengalihkan curah hujan dan luas area embung yang dijelaskan sebagai berikut:

ܲ ൌ ͳͲൈ ܴ ൈ ܣ_௘ (2)

dimana:

ܲ = hujan di atas embung (m³/bulan)

ܴ = curah hujan bulanan (mm/bulan) ܣ_௘= luas area embung (݄ܽ)

Evapotranspirasi Pada Embung

Evapotranspirasi dihitung dengan menggunakan metode Penman, sedangkan untuk mendapatkan penguapan yang terjadi pada embung dihitung dengan mengalihkan nilai evaporasi tiap bulannya dengan luas area embung yang dijelaskan sebagai berikut:

ܧ௧= ^ఉா_ఉାଵ^೙^ାா (3)

ܧܶ ൌ ͳͲൈ ܧ௧ൈ ܣ௘ (4)

dimana:

ܧܶ = penguapan pada embung (m³/bulan) ܧ௧ = evapotranspirasi potensial (mm/bulan) ܧ௡ = evaporasi dengan menggunakan persamaan

Neraca Energi (mm/bulan)

ܧ = evaporasi dengan menggunakan persamaan Transfer Massa (mm/bulan)

ܣ_௘ = Luas area embung (݄ܽ) ߚ = fungsi temperatur

Infiltrasi

Infiltrasi merupakan istilah yang diterapkan untuk proses masuknya air ke dalam tanah. Di dalam tanah air tersebut mengalir dalam arah lateral menuju mata air, danau dan sungai. Mengalir dalam arah vertikal menjadi air tanah. Proses masuknya air hujan tersebut terjadi dikarenakan gaya gravitasi dan kapiler tanah.

Analisis Pengisian Embung

Analisis pengisian embung dilakukan untuk mengetahui besarnya debit air yang masuk pada embung dengan menggunakan persamaan keseimbangan air sebagai berikut:

Gambar 1. Keseimbangan air pada embung

οܵ ൌ ߑܸ ൅ ܲ െ ܧܶ െ ܨ௏െ ܨு (5)

dimana:

οܵ = besarnya air yang tersedia pada embung (m³/bulan)

ߑܸ = debit yang masuk melalui saluran inflow pada embung (m³/bulan)

ܲ = hujan yang terjadi di atas embung (m³/bulan) ܧܶ = evapotrasnpirasi (m³/bulan)

ܨ_௏ = infiltrasi vertikal (m³/bulan) ܨு = infiltrasi horizontal (m³/bulan)

Untuk debit air yang keluar dari saluran outflow, jika elevasi tinggi muka air melebihi spillway maka terjadi debit outflow.

Analisis Frekuensi Curah Hujan

Analisis frekuensi curah hujan dilakukan untuk mendapatkan curah hujan dengan periode ulang tertentu, kemudian data curah hujan tersebut digunakan untuk mendapatkan debit rencana.

Beberapa fungsi distribusi kontinyu (teoritis) atau sebaran data statistik yang sering digunakan dalam analisis frekuensi curah hujan untuk hidrologi yaitu:

1) Distribusi normal 2) Distribusi log normal

3) Distribusi log pearson tipe III 4) Distribusi gumbel

Dilakukan uji kecocokan terhadap distribusi yang akan digunakan untuk perhitungan selanjutnya yaitu dengan uji Chi-Kuadrat dan Smirnov Kolmogorov.

(3)

Intensitas Curah hujan

Dalam analisis intensitas curah hujan dilakukan dengan menggunakan metode Mononobe.

Penggunaan metode Mononobe didasarkan karena data hujan berbentuk dalam data curah hujan harian.

Metode Mononobe dijelaskan sebagai berikut:

ܫ_௧=^ோ_ଶସ^మరቀ^ଶସ_௧

೎ቁ

మయ (6)

ݐ௖= 0,0133 × ܮ× ܵ^ି଴,଺ (7)

dimana:

ܫ_௧ = intensitas curah hujan untuk lama hujan_ݐ (mm/jam)

ݐ_௖ = lamanya curah hujan (jam)

ܴ_ଶସ = curah hujan maksimum selama 24 jam (mm) ܮ = panjang saluran (km)

ܵ = kemirangan lahan (%) Debit Banjir Rencana

Metode yang digunakan dalam perhitungan debit banjir rencanan adalah metode rasional. Metode tersebut dipakai untuk luas DAS kurang dari 2,5 km², selain itu penggunakaan metode tersebut sangat sederhana dan dapat digunakan dalam banyak perencanaan.

ܳ = 0,278 × ܥ × ܫ× ܣ (8)

dimana

ܳ௣ = debit puncak (m³/det)

ܫ௧ = intensitas curah hujan untuk lama hujan_ݐ (mm/jam)

ܥ = koefisien aliran ܣ = luas DAS (km²)

Tinggi Muka Air Di Atas Spillway

Tinggi muka air di atas spillway dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

ܳ = ܥܤܪ^ଵ,ହ (9)

dimana:

ܳ = aliran puncak 50 tahunan (m³/det) ܤ = lebar saluran (_݉)

ܪ = tinggi saluran (_݉), 0,75 untuk komposit dan 1 untuk pasangan batu atau beton

ܥ = koefisien aliran untuk ambang lebar 1,8 3. METODOLOGI

Pengolahan Data

Setalah didapatkan keseluruhan data primer dan data sekunder maka dilakukan Pengolahan dengan menggunakan data-data tersebut. Adapun pengolahan data yang dilakukan dijelaskan sebagai berikut:

Analisis dilakukan pada embung Universitas Sriwijaya yang terletak di belakang Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sriwijaya kampus Indralaya.

Gambar2. Lokasi embung Universitas Sriwijaya

Analisis pengisian embung dilakukan untuk mengetahui debit air yang masuk pada embung dengan menggunakan persamaan analisis keseimbangan air. Analisis pengisian embung dibagi menjadi beberapa tahap analsis yang dijelaskan sebagai berikut:

1) Menganalisis debit aliran yang masuk melalui saluran inflow embung,

2) Menganalisis hujan yang jatuh langsung di atas embung,

3) Menganalisis evapotranspirasi pada embung, 4) Menganalisis infitrasi pada embung,

5) Menganalisis pengisian embung,

6) Menganalisis tinggi air di atas bangunan pelimpah.

Analisis Debit Banjir

Analisis debit banjir dilakukan untuk mengetahui debit banjir yang terjadi pada embung, dengan periode ulang 50 tahun (Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia). Data analisis debit banjir tersebut akan digunakan untuk mengetahui tinggi muka air di atas bangunan pelimpah. Tahapan analisis debit banjir:

1) Menganalisis frekuensi curah hujan, 2) Melakukan uji distribusi probabilitas, 3) Menganalisis waktu konsentrasi, 4) Menganalisis intensitas curah hujan.

5) Menganalisis debit banjir rencana,

6) Menganalisis tinggi muka air di atas bangunan pelimpah.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN Data Profil Embung

Data profil embung didapatkan dari melakukan pengamatan dan pengukuran langsung di lapangan.

Data profil embung meliputi data luas area, data kontur dan elevasi, serta data kedalaman embung yang dijelaskan sebagai berikut:

(4)

Data Luas Area Embung

Data luas area embung didapatkan dari melakukan pengamatan langsung pada area embung Universitas Sriwijaya. Pengamatan dilakukan dengan menelusuri area embung dan menentukan batas-batas dari area embung tersebut. Hasil dari pengamatan tersebut dimodelkan dengan program Google Earth Pro. Hasil pemodelan tersebut didapatkan luas area embung Universitas Sriwijaya sebesar 104 ha yang dijelaskan pada Gambar 3.

Gambar 3. LuasembungUniversitas Sriwijaya dengan Program Google Earth Pro

Data Elevasi Embung

Data elevasi embung didapatkan dari melakukan pengukuran pada area embung Universitas Sriwijaya dengan menggunakan alat ukur theodolite dan waterpass. Pengukuran tersebut dilakukan dengan melakukan penelusuran pada titik-titik yang telah ditentukan pada embung. Hasil dari pengukuran tersebut berupa benang atas, benang tengah, dan benang bawah yang kemudian diolah menjadi data elevasi. Kemudian data tersebut dimodelkan dengan menggunakan program AutoCAD 2015 yang dijelaskan pada Gambar 4.

Data Kontur dan Kedalaman Embung

Data kontur dan kedalaman embung Universitas Sriwijaya didapatkan dari melakukan pengukuran pada area embung Universitas Sriwijaya. Pengukuran dilakukan menggunaan alat ukur Echo Sounder yang diletakan pada perahu karet, lalu dilakukan penelusuran pada area embung Universitas Sriwijaya.

Hasil dari pengukuran tersebut berupa data pengukuran arah x, y, dan z. Selanjutnya data tersebut diolah menjadi elevasi dasar rata-rata yang dijelaskan pada Tabel 1 dan dilakukan pemodelan dengan menggunakan program Surface 3D untuk mengetahui bentuk permukaan embung yang dijelaskan pada Gambar 5. Dari hasil pengolahan tersebut dapat diketahui kedalaman rata-rata embung sebesar 2,98_≈3 meter.

Gambar 4. Pemodelan data elevasi embung Universitas Sriwijaya dengan Program AutoCAD 2015

Tabel 1. Rekapitulasi hasil pengukuran kedalaman rata-rata embung Universitas Sriwijaya

Lintasan Elevasi Dasar Rata-Rata (m)

1 -3,34

2 -2,77

3 -2,92

4 -3,25

5 -2,84

6 -3,21

7 -3,32

8 -3,13

9 -2,23

10 -2,56

11 -3,56

12 -2,67

Data Catchment Area Embung

Data catchment area embung meliputi luas catchment area tiap saluran inflow yang masuk ke dalam embung, dan data tata guna lahan. Data tersebut didapatkan dari melakukan pengamatan langsung pada setiap catchment area embung.

Pengamatan dilakukan untuk mengetahui batasan- batasan area yang masih termasuk catchment area embung Universitas Sriwijaya. Hasil pengamatan tersebut dimodelkan dengan menggunakan program Google Earth Pro. Dari pemodelan tersebut dapat diketahui luas catchment area tiap saluran inflow yang dijelaskan pada Gambar 4.5 dan Tabel 2.

Analisis Curah Hujan

Analisis curah hujan dibagi menjadi dua yaitu analisis curah hujan bulanan rata-rata dan analisis curah hujan harian maksimum yang dijelaskan sebagai berikut:

Analisis Curah Hujan Bulanan

Data curah hujan bulanan yang digunakan adalah data curah hujan bulanan sepuluh tahun terakhir dari tahun 2007 sampai tahun 2016 untuk stasiun Tanjung Seteko, Indralaya, Ogan Ilir, dan data curah hujan bulanan lima tahun terakhir dari tahun 2012 sampai dengan 2016 untuk stasiun Universitas Sriwijaya Indralaya, Ogan ilir. Analisis curah hujan bulanan dilakukan dengan mengambil nilai rata-rata curah

(5)

Gambar5.Catchment area dan saluran inflow pada embung Universitas Sriwijaya

Tabel 2. Luascatchment area tiap saluran inflow dan nilai koefisien tata guna lahan tiap catchment area embung Universitas Sriwijaya

Catchment

Area Keterangan Luas (ࢎࢇ) Koef.

pengaliran (࡯)

I Kebun 72,21 0,36

II J. tanah 0,14 0,60

Kebun 109,31 0,36

III

Kebun 52,35 0,36

J. aspal 5,74 0,80

J. tanah 0,91 0,60

Kampus 40,62 0,50

IV

Kebun 22,84 0,36

J. aspal 1,67 0,80

J. tanah 0,74 0,60

Kampus 9,52 0,50

V

Kebun 67,15 0,36

J. aspal 25,25 0,80

Kampus 1,34 0,50

Jumlah 409,85

Analisis Curah Hujan Harian Maksimum

Data curah hujan harian maksimum yang digunakan adalah data curah hujan harian maksimum sepuluh tahun terakhir dari tahun 2007 sampai dengan 2016 untuk stasiun pengamat Tanjung Seteko, Indralaya, Ogan Ilir (Tabel 3). Analisis curah hujan harian dilakukan dengan mengambil nilai maksimum hujan harian selama 10 tahun terakhir dari tahun 2007 sampai dengan tahun 2016 yang dijelaskan pada Tabel 4.

Tabel 3. Curah hujan bulanan rata-rata

Bulan Stasiun 1 Stasiun 2 Curah Hujan (mm/bulan)

Januari 294,9 235,0 264,9

Februari 256,7 168,4 212,6

Maret 409,5 270,4 339,9

April 395,0 273,8 334,4

Mei 176,9 123,8 150,3

Juni 152,6 119,6 136,1

Juli 109,8 51,2 80,5

Agustus 101,0 109,2 105,1

September 110,0 110,8 110,4

Oktober 204,8 96,8 150,8

November 371,5 273,2 322,4

Desember 365,7 312,8 339,3

Tabel 4. Curah hujan harian maksimum

Tahun Curah Hujan (mm/hari)

2007 108,0

2008 84,0

2009 86,0

2010 95,0

2011 54,0

2012 113,0

2013 125,5

2014 166,5

2015 143,0

2016 105,5

Analisis Debit Air Melalui Saluran Inflow

Dari pengamatan langsung di lapangan didapatkan lima saluran inflow yang masuk menuju embung dari kawasan Universitas Sriwijaya yang masing-masing inflow memiliki catchment area yang berbeda sehingga tiap saluran inflow tersebut harus dilakukan analisis untuk mengetahui besar debit yang masuk menuju embung. Debit total dari keseluran saluran inflow adalah debit aliran yang masuk ke embung.

Tabel 5. Total debit aliran yang masuk embung tiap bulannya melalui saluran inflow

(6)

Gambar 6. Total debit air yang masuk ke dalam embung melalui saluran inflow

Analisis Hujan Di Atas Embung

Analisis hujan di atas embung dilakukan untuk mengetahui debit air hujan yang jatuh langsung di atas permukaan embung. Data yang digunakan dalam analisis hujan yang jatuh langsung di atas embung adalah data curah hujan bulanan yang dijelaskan pada Tabel 3.

Tabel 6.Debithujan yang jatuh langsung di atas permukaan embung tiap bulannya

Bulan ࡾ(mm/bln) ࡭(ha) ࡼ (m³/bln)

Januari 264,94 104 275532.4

Februari 212,56 104 221057.2

Maret 339,94 104 353532.4

April 334,41 104 347786.4

Mei 150,35 104 156358.8

Juni 136,09 104 141533.6

Juli 80,49 104 83709.6

Agustus 10,11 104 109309.2

September 110,40 104 114816.0

Oktober 150,82 104 156847.6

November 322,36 104 335249.2

Desember 339,26 104 352825.2

Gambar 7. Debit hujan yang jatuh langsung di atas embung

Analisis Data Klimatologi Rata-Rata

Data Klimatologi yang digunakan adalah data Klimatologi rata-rata selama sepuluh tahun terakhir dari tahun 2007 sampai dengan 2016 untuk stasiun pengamat Tanjung Seteko, Indralaya, Ogan ilir.

Analisis data klimatologi dilakukan dengan mengambil nilai rata-rata data tersebut yang

Tabel 7. Rekapitulasi data klimatologi rata-rata

Bulan Suhu

(℃) Kelembaban (%) Kecepatan Angin (knots)

Januari 26,91 89,1 5,74

Februari 27,49 87,3 5,58

Maret 27,29 85,4 5,26

April 28,32 87,4 5,45

Mei 28,08 87,2 5,15

Juni 28,02 87,2 4,86

Juli 27,03 86,2 4,81

Agustus 27,34 85,6 5,58

September 27,18 87,3 5,79

Oktober 26,75 86,5 5,31

November 26,58 86,6 5,30

Desember 26,72 87,3 5,85

Analisis Evapotranspirasi

Data yang digunakan dalam analisis evapotranspirasi adalah data klimatologi rata-rata yang dijelaskan pada Sub Bab 4.6. Setelah didapatkan evapotranspirasi dengan metode Penman maka dapat diketahui pengupan yang terjadi pada embung.

Tabel 8. Nilaievapotranspirasidengan menggunakan metode Penman

Bulan ࢼ ࡱ ࡱ࢔ ࡱ࢚

(mm/bulan)

Januari 3,18 45,27 156,28 129,72

Februari 3,27 52,80 162,35 136,70

Maret 3,24 56,54 158,40 134,38

April 3,41 53,68 155,86 132,69

Mei 3,37 50,56 140,45 119,88

Juni 3,36 47,71 132,26 112,87

Juli 3,20 48,03 129,60 110,18

Agustus 3,25 59,33 141,65 122,28

September 3,22 53,78 153,03 129,51

Oktober 3,15 51,13 155,63 130,45

November 3,12 50,16 153,33 128,29

Desember 3,15 52,90 152,43 128,45

Tabel 9. Nilai penguapan pada embung

Bulan ࡭(ha) ࡱ_࢚(mm/bln) ࡱࢀ (m³/bln)

Januari 104 129,726 134915

Februari 104 136,701 142169

Maret 104 134,382 139758

April 104 132,696 138004

Mei 104 119,888 124684

Juni 104 112,870 117385

Juli 104 110,183 114591

Agustus 104 122,286 127177

September 104 129,514 134695

Oktober 104 130,458 135676

November 104 128,291 133423

Desember 104 128,454 133592

(7)

Gambar 8. Nilai penguapan pada embung

Analisis Infiltrasi

Analisis infiltrasi dilakukan untuk mengetahui air yang meresap dari dalam tubuh embung baik secara vertikal maupun horizontal.

Tabel 10. Nilai infiltrasi vertikal

Waktu Pengamatan

࢚ (detik)

ࡴ_૙ (mm)

∆ࡴ

(mm)

ࡲ_ࢂ (mm/det)

1 jam 32 menit 5520 250 0 0,000000

2 jam 46 menit 9960 250 0 0,000000

3 jam 53 menit 13980 249 1 0,000072

4 jam 38 menit 16680 248 1 0,000060

5 jam 20 menit 19200 247 1 0,000052

6 jam 49 menit 24540 246 1 0,000041

7 jam 31 menit 27060 245 1 0,000037

Tabel 11. Nilai infiltrasi horizontal Waktu

Pengamatan

࢚ (detik)

ࡴ૙

(mm)

∆ࡴ

(mm)

ࡲࡴ

(mm/det) 1 jam

43 menit 6180 250 0 0,000000

2 jam

31 menit 9060 250 0 0,000000

4 jam

15 menit 13980 249 1 0,000072

5 jam

14 menit 15720 248 1 0,000064

6 jam

36 menit 18840 247 1 0,000053

8 jam

15 menit 23760 246 1 0,000042

9 jam

20 menit 29520 245 1 0,000034

Setelah didapatkan nilai infiltasi vertikal dan infiltrasi horizontal maka diambil nilai rerata dari kedua infitrasi sehingga dapat diketahui besar infiltrasi vertikal dan infiltrasi horizontal yang terjadi pada embung Universitas Sriwijaya yaitu 100.614,654 m³/bulan untuk infiltrasi vertikal dan 568,514 m³/bulan untuk infiltrasi horizontal

Setelah didapatkan variabel yang mempengaruhi keseimbangan air maka dilakukan analisis pengisian embung yang dijelaskan pada Tabel 12.

Tabel 12. Perhitungan analisis pengisian embung

Tabel 13. Perhitungan tinggi muka air di atas spillway

Gambar 10. Tinggi muka air komulatif pada embung Universitas Sriwijaya

Analisis Frekuensi Curah Hujan

Analisis frekuensi curah hujan dilakukan untuk empat distribusi kemungkinan, yaitu distribusi kemungkinan Normal, distribusi kemungkinan Gumbel, distribusi kemungkinan Log Normal dan distribusi kemungkinan Log Pearson tipe III yang dijelaskan pada Tabel 14:

Tabel 14. Rekapitulasi perhitungan curah hujan rancangan dengan ke empat distribusi kemungkinan dalam satuan mm

ࢀ࢘

(tahun) Normal Log Normal

Log Pearson

III

Gumbel

2 108,05 103,61 107,16 103,74

5 134,80 134,85 135,57 141,76

10 148,81 154,81 150,57 166,94

(8)

ࢀ_࢘

(tahun) Normal Log Normal

Log Pearson

III

Gumbel

25 162,19 176,62 166,30 198,75

50 173,34 197,13 176,15 222,34

100 182,26 215,23 184,73 245,77

Uji Kecocokan Distribusi

Metode yang digunakan untuk melakukan uji kecocokan distribusi kemunginan adalah metode Chi Square dan metode Smirnov Kolmogorov. Uji kecocokan dilakukan dengan membandingkan frekuensi kumulatif antara nilai penjawatan dan ekpektasi sebagai berikut:

Tabel 15. Hasil rekapitulasi uji kecocokan Chi-Square

Tabel 16. Hasil rekapitulasi uji kecocokan Smirno Kalmogorov

Dari kedua metode uji kecocokan maka dapat diambil kesimpulan metode log pearson tipe III dapat digunakan sebagai curah hujan rencana karena memenuhi uji kecocokan distribusi kemungkinan selain itu nilai Csdan Ckmetode tersebut memenuhi persyaratan penggunaan metode yaitu Cs= -0,65 dan Ck = 5,04. Maka untuk tahap analisis selanjutnya digunakan curah hujan rencana hasil dari metode Log Pearson Tipe III.

Penentuan Periode Ulang

Penentuan periode ulang dimaksukan untuk mengantisipasi jika terjadi hujan dalam debit yang sangat besar dalam periode T tahun. Berdasarkan Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil untuk Daerah Semi Kering di Indonesia periode ulang yang digunakan untuk Desain spillway adalah periode

Perhitungan Waktu Konsentrasi

Perhitungan waktu konsetrasi (_ݐ_௖₎ dilakukan dengan menggunakan persamaan Kirpich (1940).

Waktu konsentrasi dihitung pada setiap catchment area saluran inflow yang masuk ke embung Universitas Sriwijaya dijelaskan pada Gambar 5.

Tabel 17.Perhitunganwaktu konsentrasi untuk tiap catchment area saluran inflow

Catchment area ࡸ (km) ࡿ ࢚ࢉ(jam)

I 1,32 0,011 0,26

II 1,60 0,013 0,28

III 2,27 0,013 0,40

IV 1,85 0,014 0,31

V 2,40 0,014 0,41

Perhitungan Intensitas Hujan

Perhitungan intensitas hujan dilakukan pada tiap catchment area saluran inflow embung yang dijelaskan pada Tabel 18:

Tabel 18. Perhitunganintensitas hujan untuk tiap catchment area saluran inflow Catchment

area ࡾ૛૝(mm) ࢚ࢉ(jam) I (mm/jam)

I 176,15 0,26 110,16

II 176,15 0,28 104,24

III 176,15 0,40 84,50

IV 176,15 0,31 98,12

V 176,15 0,41 83,93

Analisis Koefisien Limpasan

Analisis koefisien limpasan dilakukan untuk mengetahui koefisien limpasan tiap catchment area embung. Data yang digunakan dijelaskan pada Tabel 2. Berikut adalah koefisien limpasan tiap catchment area embung:

Tabel 19.Rekapitulainilai koefisien limpasan dan luas tiap catchment area embung Universitas Sriwijaya Carchment

area ࡯ Luas catcment area (km²)

I 0,36 0,72

II 0,36 1,09

III 0,44 0,99

IV 0,42 0,35

V 0,48 0,93

Perhitungan Debit Banjir Rencana

Perhitungan debit bajir rencana (_ܳ) dilakukan pada tiap saluran inflow embung Universitas Sriwijaya. Jumlah dari kelima debit banjir rencana dari saluran inflow tersebut adalah debit banjir rencana pada Embung Universitas Sriwijaya. Berikut adalah debit banjir rencana tiap catchment area

(9)

Tabel 20. Perhitungan debit banjir tiap saluran inflow Saluran

inflow ࡯ ࡵ

(mm/jam) ࡭(km²) Q (m³/det)

I 0,36 123,28 0,72 7,96

II 0,36 116,65 1,09 11,42

III 0,44 94,57 0,99 10,33

IV 0,42 109,81 0,34 3,98

V 0,48 93,93 0,93 10,41

Gambar 11. Debit banjir untuk periode ulang 50 tahun dari tiap saluran inflow

Berdasarkan Tabel 20 dan Gambar 11 dapat diketahui nilai debit banjir untuk periode 50 tahun pada embung Universitas Sriwijaya dengan menjumlahkan debit banjir dari kelima saluran inflow tersebut. sehingga didapatkan debit banjir rencana untuk periode ulang 50 tahun pada embung Universitas Sriwijaya adalah sebesar 44,11 m³/det.

Debit banjir rencana tersebut akan digunakan untuk menganalisis ketinggian muka air di atas spillway pada saat banjir tahunan terjadi.

Analisis Tinggi Muka Air Di Atas Spillway Analisis tinggi muka air banjir dilakukan untuk mengetahui ketinggian muka air di atas bangunan pelimpah (spillway) saat terjadi banjir yang dijelaskan pada Gambar 12.

Gambar12. Ketinggian air di atas spilway saat terjadi banjir periode ulang 50 tahun

Berdasarkan Gambar 12 analisis tinggi muka air banjir di atas spillway ditunjukan oleh_ℎ. Jika jumlah tinggi air di atas spillway dan tinggi spillway melebihi 5,5 meter maka air akan meluap dan terjadi genangan pada daerah sekitar embung. Dari hasil analisis tersebut dapat diketahui bahwa ketinggian air di atas spillway (_ℎ) ketika terjadi banjir adalah 1,71 meter.

5. KESIMPULAN

Berdasarkan analisis yang telah dilakukan pada Embung Universitas Sriwijaya dapat diambil kesimpulan bahwa:

1) Berdasarkan hasil analisis debit aliran yang masuk melalui saluran inflow ke dalam embung diketahui debit air rata-rata yang mengisi embung yaitu 355.584,46 m³/bulan. Debit terbesar terjadi pada Bulan Maret dengan nilai 569.699,92 m³/bulan, sedangkan nilai terendah terjadi pada Bulan Juli dengan nilai 134.893,87 m³/bulan.

2) Berdasarkan hasil debit air hujan yang jatuh langsung pada permukaan embung diketahui debit air rata-rata yang mengisi embung yaitu 220.661,1 m³/bulan. Debit terbesar terjadi pada Bulan Maret dengan nilai 353.532,4 m³/bulan, sedangkan nilai terendah terjadi pada Bulan Juli dengan nilai 83.709,6 m³/bulan.

3) Berdasarkan hasil analisis evapotranspirasi dengan metode Penman diketahui nilai penguapan rata-rata yang terjadi pada embung yaitu 131.339 m³/bulan. evapotranspirasi terbesar terjadi pada Bulan Februari dengan nilai 142.169,4 m³/bulan, sedangkan nilai evapotranspirasi terendah terjadi pada Bulan Juli dengan nilai 114.590,7 m³/bulan.

4) Berdasarkan hasil analisis Infiltrasi pada embung diketahui nilai infiltrasi vertikal yaitu 100.614.65 m³/bulan, sedangkan nilai infiltrasi horizontal adalah 568,51 m³/bulan.

5) Berdasarkan hasil analisis pengisian embung didapatkan nilai debit air rata-rata yang mengisi embung yaitu 343.859,14 m³/bulan. Nilai _∆ܵ

terbesar terjadi pada Bulan Desember dengan nilai 686.610 m³/bulan, sedangkan Nilai _∆ܵ

terendah terjadi pada Bulan Juli dengan nilai 2.829,6 m³/bulan.

6) Berdasarkan analisis Debit banjir dengan periode ulang 50 tahun, didapatkan total debit banjir periode ulang 50 tahun dari saluran inflow yang maasuk ke dalam embung Universitas Sriwijaya adalah sebesar 44,11 m³/det.

7) Berdasarkan hasil analisis ketinggian muka air di atas spillway saat terjadi banjir periode ulang 50 tahun didapatkan sebesar 1,71 meter, Sehingga ketinggian dari dasar spillway hingga muka air adalah sebesar 3,71 meter < 5,5 meter. Maka tidak terjadi luapan atau banjir dari dalam embung Universitas Sriwijaya.

8) Berdasarkan hasil analisis keseimbangan air pada embung Universitas Sriwijaya didapatkan kesimpulan bahwa jika embung tersebut dilengkapi dengan bangunan pelimpah (spillway) maka tidak akan terjadi kekeringan pada embung, hal ini dapat diketahui dari hasil analisis pengisian embung yang menunjukan bahwa tidak terjadi nilai 0 atau minus pada nilai debit air yang tersedia pada embung (_∆ܵ).

(10)

REFERENSI

1. Chu, C. R., Li, M. H., Chen, C. H., dan Liu, J. S., 2016.

Evaporation rate of a White Class A Evaporation Pan.

Journal Irrigation Drainage. 142(6): 04016018.

2. Ferencz, B., dan Dawidek, J., 2013. Water balance of lake- catchment systems with transformed water distribution.

Management of Environmental. Quality: An International Journal, 25: 4.

3. Fowe, T., Karambiri, H., Paturel, J. E., Poussin, J. C., dan Cecchi, P., 2015. Water balance of small reservoirs in the Voltan basin: A case study of Boura reservoir in Bukina Faso. Agricultural Water Management. 152: 99-109.

4. Kasiro, I., Adidharma, W., Rusli, B. S., Nugroho, CL., dan Sunarto. Pedoman Kriteria Desain Embung Kecil Untuk Daerah Semi Kering di Indonesia. PT. Medisa, Jakarta, 1997.

5. Limantara, L. M., dan Putra, W. R., 2016. Analisis keandalan tampungan waduk di embung Tambak Pocok Bangkalan. Jurnal Teknik sipil. 23: 2.

6. Mardawilis, Sudira, P., Sunarminto, B. H., dan Shiddiq, D., 2011. Analisis neraca air untuk pengemmbangan tanaman pangan pada kondisi iklim yang berbeda. Agritech. 31: 2.

7. Sierra, J. D., dan Jesus, M. D., 2017. A rainfall analysis and forecasting tool. Environmental Modelling and Software.

97: 243-258.

8. Tatas, Budipriyanto, A., Khoiri, M., Lestari, W., dan Rahman, A., 2015. Study on water balacne in Poteran-a small island in East Java, indonesia. Procedia Engineering.

125: 236-242.

9. Wasilewska, S. S., Piniewski, M., Kubrak, J., dan Okruszko, T., 2015. What we can learn from a wetland water balance? Narew National Park case study.

Ecohydrology and Hydrobiology. 73: 14.